Astrofisica: osservata una pulsar di classe a sé stante
La pulsar Vela emette radiazioni ad altissima energia. Questa straordinaria intensità mette in discussione i modelli comuni di queste stelle di neutroni in rapida rotazione.
Solo perché una stella è "morta" non significa che non possa più irradiare. La pulsar Vela lo dimostra perfettamente: secondo le nuove misurazioni, l'energia dei suoi raggi gamma è di 20 teraelettronvolt (TeV), cioè circa 10.000 miliardi di volte l'energia della luce visibile. Questa osservazione è difficile da conciliare con le precedenti teorie sulla generazione di questi raggi gamma pulsati, scrivono Arache Djannati-Ataï dell'Université Paris Cité e il suo team su "Nature Astronomy".
Le pulsar sono i resti di stelle esplose in una supernova. Sono estremamente compatte, ruotano a rotta di collo e hanno un campo magnetico gigantesco. "Queste stelle morte sono composte quasi interamente da neutroni e sono incredibilmente dense: un cucchiaino del loro materiale ha una massa di oltre cinque miliardi di tonnellate, pari a circa 900 volte la massa della Grande Piramide di Giza", spiega la co-autrice Emma de Oña Wilhelmi del DESY. Ad oggi si conoscono migliaia di pulsar, ma solo quattro emettono impulsi di raggi gamma così potenti da poter essere rilevati dai telescopi terrestri. E solo una emette raggi gamma costituiti da fotoni con energie superiori a un teraelettronvolt: la pulsar Vela, che ruota intorno al suo asse undici volte al secondo.
Il gruppo di lavoro ha ora scoperto che la pulsar emette impulsi di raggi gamma così potenti da poter essere rilevati dai telescopi terrestri.
Il gruppo di lavoro ha ora osservato che questa pulsar irradia in modo ancora più intenso di quanto si sapesse in precedenza. A 20 TeV, rilascia un'energia 20 volte superiore a qualsiasi altra pulsar misurata finora. Questo non è compatibile con i due modelli attuali. Entrambi si basano sulla collisione di elettroni ad alta energia con fotoni a bassa energia, che costituiscono i raggi gamma. I modelli differiscono per il modo in cui gli elettroni vengono accelerati. In un caso, vengono scagliati via dalle interazioni con il campo magnetico della pulsar. Oppure vengono spinti a velocità elevate dalla rotazione della pulsar. Tuttavia, entrambe le ipotesi sono difficilmente conciliabili con i raggi gamma appena scoperti, per i quali non esiste un ovvio limite superiore di energia.
"Come si è arrivati a questo punto?
"Come e dove gli elettroni vengono accelerati - questa è la domanda", dice Djannati-Ataï. "Finché non lo scopriremo, non potremo comprendere appieno le pulsar, come influenzano il loro ambiente o perché la pulsar Vela produce una radiazione così insolitamente intensa. Forse stiamo assistendo all'accelerazione delle particelle attraverso la cosiddetta riconnessione magnetica al di là del cilindro di luce, che in qualche modo conserva ancora il modello di rotazione? Ma anche questo scenario incontra delle difficoltà se vogliamo spiegare come si produce una radiazione così estrema". Nella riconnessione magnetica, la struttura di un campo magnetico cambia bruscamente, rilasciando grandi quantità di energia.
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Immagine di copertina: Science Communication Lab per DESY
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